造血幹細胞能自己“回家”？科學家發現了其中奧秘_風聞

來源：文匯報

造血幹細胞移植是很多惡性腫瘤、免疫、血液病患者重獲新生的希望，提高移植成功率一直是生命科學家與醫生追逐的目標。

造血幹細胞必須要進入到造血組織，才能產生出紅細胞、白細胞、血小板等“後代”。這個過程稱為“歸巢”。

用於移植的造血幹細胞的數量是非常有限的。目前，造血幹細胞的捐獻，需要收集捐獻者上億的造血幹細胞，但實際能夠發揮作用的可能只有幾百上千個。如果能讓儘可能多的造血幹細胞歸巢，就能多一分成功的希望，也使有限的造血幹細胞可以救治更多人。因此，研究清楚歸巢過程，找到其中關鍵的影響因素，就能給患者帶來更多生的希望。

儘管早在上世紀五十年代，科學家就發現了造血幹細胞的歸巢現象，可這羣總數只有數千個、直徑只有10微米左右、遊蕩在血液中的“小不點”，怎會乖乖進入自己該去的工作站，行使使命的呢？這始終是個謎。

這個謎被科學家解開了！11月20日，《自然》雜誌在線發表了中國科學院上海營養與健康研究院潘巍峻研究員最新發現：他們在全球率先通過活體成像觀察到了造血幹細胞歸巢的全過程，還找到了影響其歸巢的關鍵因素-先導細胞。

《自然》封面採用了敦煌壁畫中鳳凰棲梧桐的畫面，比喻造血幹細胞就如鳳凰一般，只有歸巢到梧桐樹上，才能完成分化、增殖，實現自己的使命。

2012年，潘巍峻回國後，就開始這方面的探索。他的實驗室團隊十分年輕，平均年齡只有27.2歲。“過去很多生命科學的研究，都是在體外做的，這樣獲得的結果只能是對真實生命活動過程的一種推斷。”他在接受記者採訪時説，可要看到造血幹細胞歸巢的過程，是一個艱難的過程。不過，他幸運地找到了一個觀察的“窗口”——斑馬魚胚胎中的尾部造血組織CHT，一個功能類似人類胎兒肝臟的器官，是斑馬魚新生造血幹細胞首先歸巢的地方。

潘巍峻研究員繪製造血幹細胞原理簡圖

CHT只有長不過300微米，厚度只有80微米，正好能被高分辨率的激光共聚焦掃描顯微鏡看個透徹。“就像衞星可以俯視地面，這讓我們可以監視整個器官內的活動，然後找到一些核心區域，去察看更精細的結構。”潘巍峻説，除了看到結構，他們還運用了流體力學的原理，來測量細胞在血液中行進的速度，進行了大量的統計和計算，才發現了造血幹細胞歸巢的時空規律。

潘巍峻研究員在斑馬魚房指導學生（許琦敏攝）

原來，造血幹細胞的歸巢之路是這樣的：斑馬魚胚胎中，在心臟泵出的血液的沖刷下，造血幹細胞在主動脈血管腹側壁誕生了。它循着血液在體內流轉，當它經過CHT時，這裏的血管內皮細胞上有一種粘附分子，讓高速奔流的造血幹細胞降速。減速之後的造血幹細胞來到血管的“三岔路口”時，就會遇到在路口轉圈巡邏的先導細胞。它們是巨噬細胞的一種亞型，以前還從未被報道過。這些先導細胞帶有血管細胞黏附分子VCAM-1，它就像魔術扣一樣，對準造血幹細胞身上的另一半“魔術扣”ITGA4搭上去，將造血幹細胞帶到附近的靜脈微血管中——就這樣，造血幹細胞就完成了“歸巢”。這是世界上首先發現造血幹細胞熱點區域的三維精細結構。

有時，先導細胞也會將造血幹細胞固定到血管壁，此時血管壁會掀起一片薄膜，半包住造血幹細胞，這也是造血幹細胞歸巢的一種方式“我們統計發現，有75%的造血幹細胞通過進入靜脈微血管發生停留。而其餘則通過被血管壁半包住而發生停留。而造血幹細胞的增值、分化是以造血幹細胞停留為前提的。”

顯微鏡下的斑馬魚胚胎（許琦敏攝）

該工作不僅回答了“體內的造血幹細胞歸巢如何發生”這一世界造血幹細胞研究領域的科學問題，而且發現了對於造血幹細胞歸巢起關鍵引導作用的“先導細胞”，為提高造血幹細胞移植效率的轉化研究提出了新理論，開創了新思路。《自然》資深編輯和審稿人都認為，該發現對推動造血幹細胞移植將有非常重要的參考價值。

潘巍峻研究員説，做科研也如同細胞命運，要有可塑性，在不斷的遷徙與學習中，學到各種知識和技能，最終為實現科學上的突破做好準備。